Elektronik. Widerstand richtig berechnet?
Hey, ich bastel sehr gerne, und möchte jetzt eine Kleine Schaltung bauen. Wenn ich 5 2V, 20mA LEDs Parallel schalte, Brauche ich ja 2V und 100mA. Wenn meine Spannungsquelle jetzt bei 9V und 800mA liegt, und ich den Widerstand berechnen möchte, muss ich dann mit der Formel URI die Werte nehmen, die „Weg gehen sollen“ (ich weis, Energie geht nicht einfach weg ^^)? Also 7V und 700mA? Dann bräuchte ich ja einen widerstand von (7V/0,7A=10Ohm). Liege ich da richtig? Dann wäre es bei einer Reihenschaltung (Nur 4 LEDs) 8V und 20mA, was nach der Rechnung auch 10Ohm sind. Habe das jetzt soweit alles im Kopf gemacht, liege ich damit richtig oder? Und wenn ich 5 LEDs in Reihe Schalte,wären das ja 10V. Brauche ich dann kein Widerstand?
Sorry das es so komisch ist, schreibe am Tablett während The Walking Dead läuft xD
3 Antworten
Nein, da liegst du falsch., Deine Spannungsquelle gibt dir 9V, und kann maximal 800mA liefern, aber die schiebt nicht die 800mA durch die Schaltung.
Statt dessen muss durch den Widerstand eben genau so viel Strom wie durch deine Leuchtdioden fließen, nämlich bei deiner Parallelschaltung die 100mA, und bei diesem Strom musst du eben die 7V am Widerstand verheizen. Das heißt, du brachst mindestens einen Widerstand, der auch 0,7W verträgt
bei deiner Reihenschaltung von 4 LED, sollen 20mA fließen, und die in Reihe geschalteten LED addieren ihre Flussspannung (in deinem Beispiel 2V) auf 8V. du musst jetzt hier aber nicht die 8V, sondern nur den Rest zur Spannungswoelle verbraten, also 20mA und 1V
Und bei deiner 5er Reihenschaltung wird, sofern dein Netzteil wirklich genau 9V abgibt, die ganzen LEDs wahrscheinlich gar nicht leuchten, da die Flussspannung noch nicht erreicht ist. Wenn aber dann, ohne widerstand, und ohne eine sonstige Strombegrenzung dein Netzteil dann aber etwas mehr abgiebt, z.B. 12V, dann wird der allen Strom durch die dann offenen LEDs schicken, und mindestens eine geht kaputt. dann leuchtet auch nix mehr.
Bei deiner Parallelschaltung gibt es aber noch ein Problem. Wenn deine LEDs dann nicht zu 100% gleich sind, also aus einer Charge, sondern aus der Bastelkiste zusammen gesammelt, könnten die eine geringfügig unterschiedliche Betriebs (Fluss) Spannung haben. Dann fließt dein ganzer Strom nur durch dsie Diode mit der niedrigsten Spannung, während die anderen nicht leuchten - dann geht eine nach der anderen Kaputt.
Daher würde ich deine 5 LED auf 2 Gruppen in Reihe geschalteter LED aufteilen, und jeweils dazu den Strombegrenzungswiderstand ausrechnen, also einmal für 3V 20mA (bei der 3er Gruppe) und für 5V 20mA (für die 2er Gruppe) und diese 2 Gruppen mit ihrem Vorwiderstand dann parallel an dein Netzteil
Erster Teil 10 x parallel an 9V, da müsstest du mit deinen 1,4V-LEDs dann theoretisch 7,6V verbraten, sofern deine Batterie überhaupt den Strom liefern kann, denn auch die hat ja einen Innenwiderstand. Und das wird bei billigen LED-Taschenlampen auch ausgenutzt, die ja oft nur aus parallelgeschalteten LED an einer Batterie bestehen. Das ist zwar alles nicht so genau und ideal, funktioniert aber hinreichend lange, auch wenn da dann die Batterie kaum lange für Licht sorgt.
Im 2. Teil ist deine Rechnung verkehrt herum, hier bei den 3 LEDs müsste es heißen. 9 - 2x 1,4 = 4,8V (das Ergebnis ist dann wieder richtig)
Grundsätzlich ist eine Reihenschaltung von vorteil, weil du dann mit einem geringeren Strom auskommst, und am Widerstand nur die Differenz zwischen Verdorgungsspannunf und der Summe der Flussspannungen der LED über einen Widerstand verbraten musst. Ein wenig ist, hast du kein elektronisch geregelte Feststromquelle immer nötig, weil sich die Diodenkennlinien ja auch mit der Temperatur andern, und man so eben den Widerstand als "Strombremse" braucht.
Bei Netz-LEDBirnen hast du daher sehr viele, alle in Reihe geschaltete LEDs. Der Vorwiderstand ist hier allerdings oft ein kapazitiver Blindwiderstand, also ein Kondensator, vor der Gleichrichterbrücke, da die LEDs ja Gleichstrom benötigen.
Die gemischte Schaltung, also Reihenschaltung immer bis knapp vor der Versorgungsspannung + Widerstand für den Rest, und von dieser Anordnung viele parallel nutzt man, wenn die Versorgungsspannung nicht für alle LEDs ausreicht, oder wenn man bewusst mit ungefährlicher Kleinspannung auskommen möchte.
LED-Streifen werden wegen der Berühr-Sicherheit z.B. mit 12V betrieben, Damit lassen sich eben maximal 3 weiße LEDs betreiben, hinzu kommt für den Rest (so ca 2V) dann ein Widerstand. Und diese 3er-Gruppen sind dann alle parallel geschaltet. Daher kann man an den marlierten Stellen zwischen diesen 3er Gruppebn auch den Streifen beliebig kürzen.
Widerstände brauchst du immer bei Dioden!
Du musst schauen wie viel Anpere und Volt deine LED benötigt. Dann rechnest du
Uges : I = R
Sicher bin ich mir nicht, denn ich nehme bei 9V immer 360 Ohm.
Falsch: U(versorgung) - Uges : I = R Also Versorgungsspannung minus Summe der LED-Flussspannungen (das können dann auch unterschiedliche sein!) in Volt, geteilt durch den zulässigen Strom (in Ampere) = Vorwiderstand in Ohm
- die 800mA, die eine Batterie liefern kann, sind erst einmal völlig unwichtig.
- LED's sollte man nicht einfach parallel schalten. Einige Hersteller von z.B. LDE-Strahlern machen das zwar, diese DInger versagen aber auch sehr schnell. Grund ist, dass eine LED erst ab einer bestimmten Spannung (Flussspannung) leuchtet. Schon bei kleinsten Unterschieden fließt durch die Dioden mit einer niedrigen Flussspannung mehr Strom, so dass sie früher oder später sterben.
- Für einen sicheren Betrieb kann man auch mehrere (auch nur eine) LED's und einen Widerstand in reihe schalten.
- Solche Reihenschaltungen lassen sich dann auch problemlos parallel schalten.
---LED(1)--LED(2)----Widerstand-----------
---LED(1)--LED(2)--LED(3)--Widerstand----
Zur Berechnung des jeweiligen Widerstands braucht man den Strom bei dem so eine LED gut leuchtet ( vielleicht 10 ... 20 mA) , die Anzahl der LED's und deren Flussspannung ( je nach Type ca. 1,4 ... 3,5V)
R = U / I = U=( U[Batterie] - N[Anzahl der LED's] * Uf[Flussspannung]) / I[LED-Strom]
So könntest du schon 40 LED's leuchten lassen ( 40 * 20mA = 800 mA).
Eine Batterie wir so aber recht schnell leer werden.
Einfaches Beispiel:
3 LED's mit 1,4V Flussspannung
R = (9V - 3x1,4V ) / 20mA = ( 9 - 4,8)V / 20mA = 4,2/20 kOhm = 210 Ohm
Erstmal danke für deine Ausführliche Antwort. Also wenn ich jetzt als 2. Beispiel 10 LEDs mit jeweils 1,4V Parallel Schalte, und an eine 9V Batterie hänge, muss ich sogesagt 7V verbraten bei einem Widerstand von (7V:200mA=)35 Ohm und mindestens (7V*0,2A=) 1,4 Watt. Hab ich jetzt richtig verstanden? Und bei einer Reihenschaltung von 3 LEDs mit jeweils 1,4V müsste ich (1,4*3-9=) 4,8 verbraten, Was dann bei einem Widerstand von (4,8:0,02=) 240 Ohm mit mindestens (4,8*0,02=) 0,096 W der Fall wäre oder? Und wann wäre eine gemischte Schaltung Sinnvoll? Sorry falls ich nerve, aber von neu relativer Neuling aber es interessiert mich sehr ^^ (Fange auch gerade eine Ausbildung als Elektriker an ^^)